JP4929700B2 - Production method of carboxylic acid - Google Patents

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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

本発明は、カルボン酸の製造法等に関する。   The present invention relates to a method for producing carboxylic acid and the like.

従来、化学合成法にてヒドロキシカルボン酸などを製造するには、シアンヒドリンを加水分解する方法などが用いられている。また、工業的には触媒として硫酸を使用する方法が知られている。また、ヒドロキシニトリル化合物を微生物の作用により加水分解して対応するヒドロキシカルボン酸に変換する方法(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)等が知られている。   Conventionally, a method of hydrolyzing cyanohydrin or the like is used to produce hydroxycarboxylic acid or the like by a chemical synthesis method. Also, industrially, a method using sulfuric acid as a catalyst is known. Also known are methods for hydrolyzing hydroxynitrile compounds by the action of microorganisms to convert them into the corresponding hydroxycarboxylic acids (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).

しかしながら、触媒として硫酸を使用する方法では、ヒドロキシニトリル化合物と硫酸とが反応した結果、目的物であるヒドロキシカルボン酸と等モル量の硫酸アンモニウムとが副生するために当該副生物の回収工程等が必要となり、また、微生物を用いてヒドロキシニトリル化合物から対応するヒドロキシカルボン酸化合物を製造する方法では、ヒドロキシニトリル化合物からの分解物であるシアン等により微生物が保持する酵素活性が阻害されたり、副成する大量のアンモニウム塩の処理等が必要となり、製造コストも増大し、煩雑であった。   However, in the method using sulfuric acid as a catalyst, as a result of the reaction between the hydroxynitrile compound and sulfuric acid, the target product, hydroxycarboxylic acid, and an equimolar amount of ammonium sulfate are by-produced. In addition, in the method of producing a corresponding hydroxycarboxylic acid compound from a hydroxynitrile compound using a microorganism, the enzyme activity retained by the microorganism is inhibited by a decomposition product from the hydroxynitrile compound or by-product. Therefore, it is necessary to process a large amount of ammonium salt, which increases the manufacturing cost and is complicated.

特公昭58−15120号公報Japanese Patent Publication No.58-15120 特開平2−84198号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-84198 特開平4−40898号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-40898

酵素活性が阻害されたり、大量のアンモニウム塩の副生および処理等のおそれのないカルボン酸の微生物を用いた製造方法を提供する。 Provided is a production method using a microorganism of carboxylic acid which does not inhibit enzyme activity or cause by-production and treatment of a large amount of ammonium salt.

即ち、本発明は、
1.式(1):

Figure 0004929700
That is, the present invention
1. Formula (1):

Figure 0004929700

(式中、Rは水素、アルキル基、または、水酸基を表し、Rはアルキル基、または、アリール基を表す。)
で示されるアルコール化合物、または式(2):

Figure 0004929700
(Wherein R 1 represents hydrogen, an alkyl group, or a hydroxyl group, and R 2 represents an alkyl group or an aryl group.)
Or an alcohol compound represented by formula (2):
Figure 0004929700

(式中、R、Rは前記と同じ意味を表す。)
で示されるアルデヒド化合物に、当該アルコール化合物、または、アルデヒド化合物を対応するカルボン酸化合物に変換する能力を有するロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)、ロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)に属する微生物の菌体又は菌体処理物を作用させることを特徴とする、式(3):

Figure 0004929700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
Or a microbial cell belonging to a microorganism belonging to Rhodococcus rhodochrous or Rhodococcus sp. Having the ability to convert the alcohol compound or the aldehyde compound into a corresponding carboxylic acid compound. Formula (3), characterized in that a treated bacterial cell is allowed to act:

Figure 0004929700

(式中、R、Rは前記と同じ意味を表す。)
で示されるカルボン酸化合物の製造法(以下、本発明製造法と記すこともある);
2.前記微生物が、ロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15610株、または、ロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)ATCC19148株である前項1記載の製造法;
3.前記微生物が1級または2級のアルコールを添加した培地で製造した微生物である前項1又は2記載の製造法;
4.添加する1級または2級のアルコールが1級または2級の炭素数1〜5のアルコール類である前項3記載の製造法;
5.添加する1級または2級のアルコールがメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2,2−ジメチル−1−プロパノールである前項3記載の製造法;
等を提供するものである。
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A method for producing a carboxylic acid compound represented by the formula (hereinafter also referred to as the present invention production method);
2. 2. The production method according to item 1 above, wherein the microorganism is Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 strain or Rhodococcus sp. ATCC19148 strain;
3. The production method according to 1 or 2 above, wherein the microorganism is a microorganism produced in a medium supplemented with a primary or secondary alcohol;
4). The production method according to item 3, wherein the primary or secondary alcohol to be added is a primary or secondary alcohol having 1 to 5 carbon atoms;
5. 4. The production according to item 3 above, wherein the primary or secondary alcohol to be added is methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, or 2,2-dimethyl-1-propanol. Law;
Etc. are provided.

本発明により、酵素活性が阻害されたり、大量のアンモニウム塩の副生および処理等のおそれのなく、カルボン酸を微生物を用いて工業的に有利に製造することができる。   According to the present invention, carboxylic acid can be advantageously produced industrially using microorganisms without the risk of enzyme activity being inhibited or the production and treatment of a large amount of ammonium salt.

以下、本発明製造法について説明する。 Hereinafter, the production method of the present invention will be described.

式(1)で示されるアルコール化合物、式(2)で示されるアルデヒド化合物、及び、式(3)で示されるカルボン酸化合物において、Rで示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の炭素数1−8のアルキル基が例示される。
で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等の炭素数1−7のアルキル基が例示される。
で示されるアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ナフチル基等の炭素数6−20のアリール基が例示される。
具体的には、式(1)のアルコール化合物としては、1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、1−ノナノール、1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,2−ノナンジオール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−メチル−1−ヘキサノール、2−メチル−1−ヘプタノール、2−メチル−1−オクタノール、2−メチル−1−ノナノール、3−フェニル−1−プロパノール、4−フェニル−1−ブタノール、5−フェニル−1−ペンタノール、6−フェニル−1−ヘキサノールなどが例示される。また、式(2)で示されるアルデヒド化合物としては、具体的には、1−プロピオンアルデヒド、1−ブタナール、1−ペンタナール、1−ヘキサナール、1−ヘプタナール、1−オクタナール、1−ノナナール、2−メチルプロパナール、2−メチルブチルアルデヒド、2−メチルバレルアルデヒド、3−フェニルプロピオンアルデヒドなどが例示される。また、生成するカルボン酸化合物は具体的にはプロピオン酸、n-酪酸、n-吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、イソ酪酸、2−メチル−酪酸、2−メチルペンタン酸、2−メチルヘキサン酸、2−メチルヘプタン酸、2−メチルオクタン酸、2−メチルノナン酸、3−フェニルプロピオン酸、4−フェニル酪酸、5−フェニルペンタン酸、6−フェニルヘキサン酸などが例示される。
In the alcohol compound represented by the formula (1), the aldehyde compound represented by the formula (2), and the carboxylic acid compound represented by the formula (3), examples of the alkyl group represented by R 1 include, for example, methyl group, ethyl Examples thereof include alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms such as a group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group and octyl group.
Examples of the alkyl group represented by R 2 include 1-7 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a heptyl group. The alkyl group of is illustrated.
Examples of the aryl group represented by R 2 include aryl groups having 6 to 20 carbon atoms such as a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
Specific examples of the alcohol compound represented by the formula (1) include 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, and 1,2-butanediol. 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,2-heptanediol, 1,2-octanediol, 1,2-nonanediol, 2-methyl-1-propanol, 2-methyl-1- Butanol, 2-methyl-1-pentanol, 2-methyl-1-hexanol, 2-methyl-1-heptanol, 2-methyl-1-octanol, 2-methyl-1-nonanol, 3-phenyl-1-propanol 4-phenyl-1-butanol, 5-phenyl-1-pentanol, 6-phenyl-1-hexanol, etc. . Specific examples of the aldehyde compound represented by the formula (2) include 1-propionaldehyde, 1-butanal, 1-pentanal, 1-hexanal, 1-heptanal, 1-octanal, 1-nonanal, 2- Examples include methylpropanal, 2-methylbutyraldehyde, 2-methylvaleraldehyde, 3-phenylpropionaldehyde and the like. The carboxylic acid compounds produced are specifically propionic acid, n-butyric acid, n-valeric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, isobutyric acid, 2-methyl-butyric acid, 2-methylpentanoic acid , 2-methylhexanoic acid, 2-methylheptanoic acid, 2-methyloctanoic acid, 2-methylnonanoic acid, 3-phenylpropionic acid, 4-phenylbutyric acid, 5-phenylpentanoic acid, 6-phenylhexanoic acid, etc. The

尚、本発明製造法により製造され反応液から回収される、式(1)で示されるアルコール化合物、または、式(2)で示されるアルデヒド化合物に対応した式(3)で示されるカルボン酸化合物は、塩の形であってもよい。   In addition, the carboxylic acid compound represented by the formula (3) corresponding to the alcohol compound represented by the formula (1) or the aldehyde compound represented by the formula (2), which is produced by the production method of the present invention and recovered from the reaction solution May be in the form of a salt.

本発明製造法において用いられる式(1)のアルコール化合物もしくは式(2)のアルデヒド化合物を対応するカルボン酸に変換する能力を有するロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)またはロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)等の微生物等の菌体又は菌体処理物としては、具体的には例えば、ロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15610及びロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)ATCC19148の菌体又は菌体処理物が挙げられる。   Rhodococcus rhodochrous or Rhodococcus sp. Having the ability to convert the alcohol compound of formula (1) or the aldehyde compound of formula (2) used in the production method of the present invention into the corresponding carboxylic acid, etc. Specific examples of the microbial cells such as the above-mentioned microorganisms or the processed microbial cells include, for example, Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 and Rhodococcus sp. ATCC19148.

このような微生物の菌体又は菌体処理物と接触させることにより、式(1)のアルコール化合物または式(2)のアルデヒド化合物において、R1が水酸基の場合は、一級水酸基を優先的に酸化できる。ここで「優先的に酸化できる」とは、ジヒドロキシ化合物の二級ヒドロキシル基の酸化よりも一級ヒドロキシル基の酸化が優先的に進行するという意味である。 When the alcohol compound of the formula (1) or the aldehyde compound of the formula (2) in the formula (1) is brought into contact with such a microbial cell or a treated product of the microbial cell, when R 1 is a hydroxyl group, the primary hydroxyl group is preferentially oxidized. it can. Here, “preferentially oxidizable” means that oxidation of the primary hydroxyl group proceeds preferentially over oxidation of the secondary hydroxyl group of the dihydroxy compound.

式(1)のアルコール化合物もしくは式(2)のアルデヒド化合物を対応するカルボン酸に変換する能力を有するロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)またはロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)等の微生物は、炭素源、窒素源、有機塩、無機塩等を適宜含有する各種の微生物を培養するための培地を用いて培養すればよい。   Microorganisms such as Rhodococcus rhodochrous or Rhodococcus sp. Having the ability to convert the alcohol compound of formula (1) or the aldehyde compound of formula (2) into the corresponding carboxylic acid are a carbon source, What is necessary is just to culture | cultivate using the culture medium for culturing various microorganisms containing a nitrogen source, organic salt, inorganic salt, etc. suitably.

当該培地に含まれる炭素源としては、例えば、グルコース、スクロース、グリセロール、でんぷん、アルコール、有機酸及び廃糖蜜が挙げられる。アルコールとしては特に、1級または2級の炭素数1〜5までのアルコールがよく、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2,2−ジメチル−1−プロパノールが挙げられる。アルコールを添加した培地で上記微生物を培養することにより、反応性を高めることができる。
窒素源としては、例えば、酵母エキス、肉エキス、ペプトン、カザミノ酸、麦芽エキス、大豆粉、コーンスティプリカー(corn steep liquor)、綿実粉、乾燥酵母、硫安及び硝酸ナトリウムが挙げられ、有機塩及び無機塩としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、リン酸1カリウム、リン酸2カリウム、炭酸カルシウム、酢酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜鉛、硫酸第1鉄及び塩化コバルトが挙げられる。
Examples of the carbon source contained in the medium include glucose, sucrose, glycerol, starch, alcohol, organic acid and molasses. As the alcohol, a primary or secondary alcohol having 1 to 5 carbon atoms is particularly preferable. For example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2, 2-dimethyl-1-propanol is mentioned. Reactivity can be enhanced by culturing the microorganism in a medium to which alcohol has been added.
Nitrogen sources include, for example, yeast extract, meat extract, peptone, casamino acid, malt extract, soy flour, corn steep liquor, cottonseed flour, dry yeast, ammonium sulfate and sodium nitrate, organic Examples of the salt and inorganic salt include sodium chloride, potassium chloride, sodium carbonate, 1 potassium phosphate, 2 potassium phosphate, calcium carbonate, ammonium acetate, magnesium sulfate, copper sulfate, zinc sulfate, ferrous sulfate and cobalt chloride. Is mentioned.

培養方法としては、例えば、固体培養、液体培養(試験管培養、フラスコ培養、ジャーファーメンター培養等)が挙げられる。   Examples of the culture method include solid culture and liquid culture (test tube culture, flask culture, jar fermenter culture, etc.).

培養温度及び培養液のpHは、本微生物が生育する範囲であれば特に限定されるものではないが、例えば、培養温度は約15〜45℃の範囲、培養液のpHは約4〜8の範囲を挙げることができる。培養時間は、培養条件により適宜選択することができるが、通常、約1〜7日間である。   The culture temperature and the pH of the culture solution are not particularly limited as long as the microorganism grows. For example, the culture temperature is in the range of about 15 to 45 ° C., and the pH of the culture solution is about 4 to 8. A range can be mentioned. The culture time can be appropriately selected depending on the culture conditions, but is usually about 1 to 7 days.

このようにして得られた菌体は、そのまま本発明製造法に用いることができる。本微生物の菌体をそのまま用いる方法としては、(1)培養液をそのまま用いる方法、(2)培養液の遠心分離等により菌体を集め、集められた菌体(必要に応じて、緩衝液又は水で洗浄した後の湿菌体)を用いる方法等を挙げることができる。   The bacterial cells thus obtained can be used as they are in the production method of the present invention. As a method of using the cells of this microorganism as they are, (1) a method of using the culture solution as it is, (2) collecting the cells by centrifugation of the culture solution, and collecting the collected cells (if necessary, a buffer solution Or a method using a wet cell after washing with water.

また本発明製造法においては、前記菌体の処理物を用いることもできる。当該菌体処理物としては、例えば、培養して得られた菌体を有機溶媒(アセトン、エタノール等)処理したもの、凍結乾燥処理したもの若しくはアルカリ処理したもの、又は、菌体を物理的若しくは酵素的に破砕したもの、又は、これらのものから分離・抽出された粗酵素等を挙げることができる。さらに、菌体処理物には、前記処理を施した後、公知の方法により固定化処理したものも含まれる。   In the production method of the present invention, the processed product of the cells can also be used. Examples of the treated cells include cells obtained by culturing cells treated with an organic solvent (acetone, ethanol, etc.), freeze-dried or alkali-treated, or cells physically or Enzymatically crushed or crude enzyme separated and extracted from these can be mentioned. Furthermore, what was fixed by the well-known method is included in a microbial cell processed material after giving the said process.

本発明製造法は、通常、水の存在下で行われる。この場合の水は、緩衝液の形態であってもよい。当該緩衝液に用いられる緩衝剤としては、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等のリン酸のアルカリ金属塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の酢酸のアルカリ金属塩等が挙げられる。   The production method of the present invention is usually performed in the presence of water. The water in this case may be in the form of a buffer solution. Examples of the buffer used in the buffer include alkali metal salts of phosphoric acid such as sodium phosphate and potassium phosphate, and alkali metal salts of acetic acid such as sodium acetate and potassium acetate.

また本発明製造法は、さらに疎水性有機溶媒を用いて、水と疎水性有機溶媒との存在下で行うこともできる。この場合に用いられる疎水性有機溶媒としては、例えば、ギ酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル等のエステル類、n−ブチルアルコール、n−アミルアルコール、n−オクチルアルコール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル等のエーテル類、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類及びこれらの混合物が挙げられる。   In addition, the production method of the present invention can be carried out using a hydrophobic organic solvent in the presence of water and a hydrophobic organic solvent. Examples of the hydrophobic organic solvent used in this case include esters such as ethyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl propionate and butyl propionate, n-butyl alcohol, n-amyl alcohol, n- Alcohols such as octyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether and methyl-t-butyl ether, and halogenated hydrocarbons such as chloroform and 1,2-dichloroethane And mixtures thereof.

また本発明製造法は、さらに親水性有機溶媒を用いて、水と親水性有機溶媒との存在下で行うこともできる。この場合に用いられる親水性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類及びこれらの混合物が挙げられる。   Moreover, this invention manufacturing method can also be performed in presence of water and a hydrophilic organic solvent using a hydrophilic organic solvent. Examples of the hydrophilic organic solvent used in this case include alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone, ethers such as dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane, and mixtures thereof.

本発明製造法は、通常、水層のpHが3〜10の範囲内で行われるが、反応が進行する範囲内で適宜変化させてもよい。   The production method of the present invention is usually carried out within a pH range of 3 to 10 in the aqueous layer, but may be appropriately changed within the range in which the reaction proceeds.

本発明製造法は、通常、約0〜60℃の範囲内で行われるが、反応が進行する範囲内で適宜変化させてもよい。   The production method of the present invention is usually performed within a range of about 0 to 60 ° C., but may be appropriately changed within a range in which the reaction proceeds.

本発明製造法は、通常、約0.5時間〜約10日間の範囲内で行われる。反応の終点は、原料化合物である含硫ジヒドロキシ化合物の添加終了後、例えば、反応液中の当該含硫ジヒドロキシ化合物の量を、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等により測定することにより確認することができる。   The production method of the present invention is usually performed within a range of about 0.5 hours to about 10 days. The end point of the reaction can be confirmed by measuring the amount of the sulfur-containing dihydroxy compound in the reaction solution, for example, by liquid chromatography, gas chromatography or the like after the addition of the sulfur-containing dihydroxy compound as the raw material compound. it can.

本発明製造法における原料化合物であるアルコール化合物もしくはアルデヒド化合物の濃度は、通常、50%(w/v)の以下であり、反応系中の当該アルコール化合物もしくはアルデヒド化合物の濃度をほぼ一定に保つために、当該アルコール化合物もしくはアルデヒド化合物を反応系に連続又は逐次加えてもよい。   The concentration of the alcohol compound or aldehyde compound, which is a raw material compound in the production method of the present invention, is usually 50% (w / v) or less, in order to keep the concentration of the alcohol compound or aldehyde compound in the reaction system substantially constant. In addition, the alcohol compound or aldehyde compound may be continuously or sequentially added to the reaction system.

本発明製造法では、必要に応じて反応系に、例えば、グルコース、シュークロース、フルクトース等の糖類、又は、TritonX−100(登録商標)若しくはTween60(登録商標)等の界面活性剤等を加えることもできる。   In the production method of the present invention, for example, a sugar such as glucose, sucrose, or fructose, or a surfactant such as Triton X-100 (registered trademark) or Tween 60 (registered trademark) is added to the reaction system as necessary. You can also.

反応終了後、反応液を有機溶媒抽出、濾過、濃縮等の通常の後処理を行うことにより、前記アルコール化合物、または、アルデヒド化合物に対応したカルボン酸化合物を反応液から回収すればよい。回収されたカルボン酸化合物は、必要に応じて、カラムクロマトグラフィー、蒸留等によりさらに精製することもできる。   After the completion of the reaction, the reaction solution may be subjected to usual post-treatment such as organic solvent extraction, filtration, and concentration to recover the alcohol compound or the carboxylic acid compound corresponding to the aldehyde compound from the reaction solution. The recovered carboxylic acid compound can be further purified by column chromatography, distillation or the like, if necessary.

以下、本発明製造法を実施例により詳細に説明するが、本発明製造法はこれらの例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although the Example manufacturing method is demonstrated in detail by an Example, this invention manufacturing method is not limited to these examples.

実施例1(本発明製造法による、アルコール化合物、または、アルデヒド化合物からのカルボン酸化合物の製造例(その1))
試験管に滅菌済み培地(1Lの水に、グルコース20g、ポリペプトン5g、酵母エキス3g、肉エキス3g、硫酸アンモニウム0.2g、リン酸2水素カリウム1g及び硫酸マグネシウム7水和物0.5gを加えた後、pHを7.0に調整したもの)5mlを入れ、これにRhodococcus rhodochrous ATCC15610株、または、Rhodococcus sp. ATCC19148株を植菌した。これを30℃で好気条件下、振盪培養した。培養終了後、遠心分離により菌体を分離することにより、生菌体を得た。ねじ口試験管に0.1Mリン酸カリウムバッファー(pH7)を1ml入れ、これに上記の生菌体を加えた後、懸濁した。当該懸濁液に、アルコール化合物、または、アルデヒド化合物を最終濃度として1%(w/v)となるように)を添加した後、得られた混合物を30℃で24時間振盪させた。
Example 1 (Production Example (No. 1) of Carboxylic Acid Compound from Alcohol Compound or Aldehyde Compound According to the Production Method of the Present Invention)
Sterilized medium (glucose 20 g, polypeptone 5 g, yeast extract 3 g, meat extract 3 g, ammonium sulfate 0.2 g, potassium dihydrogen phosphate 1 g and magnesium sulfate heptahydrate 0.5 g was added to a test tube. After that, 5 ml of a solution adjusted to pH 7.0) was added, and Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 strain or Rhodococcus sp. ATCC19148 strain was inoculated therein. This was cultured with shaking at 30 ° C. under aerobic conditions. After culturing, the cells were separated by centrifugation to obtain viable cells. 1 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7) was placed in a screw-mouth test tube, and the above viable cells were added thereto, followed by suspension. After adding an alcohol compound or an aldehyde compound to the suspension to a final concentration of 1% (w / v), the resulting mixture was shaken at 30 ° C. for 24 hours.

反応終了後、反応液を0.5mlサンプリングした。当該サンプリング液から菌体を除去した後、生成したカルボン酸の量を液体クロマトグラフィー、または、サンプリング液を酸性にした後、酢酸エチルで抽出後、ガスクロマトグラフィーにより分析した。得られた結果を表1に示す。
(含量分析条件1)
カラム:Cadenza CD−C18(4.6mmφ×15cm、3μm)(Imtakt社製)
移動相:A液 0.1%トリフルオロ酢酸水溶液、B液 メタノール
時間(分) A液(%):B液(%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
流量:0.5ml/分、カラム温度:40℃、検出:220nm
(含量分析条件2)
カラム:DB−1(0.53mmX30m、1.5μm)(J&W Scientific製)
カラム温度:70℃(0分)→4℃/分→170℃(0分)→30℃/分→290℃(5分)
キャリアーガス:ヘリウム(流量:7ml/分)、検出器:FID、注入量:1μl
After completion of the reaction, 0.5 ml of the reaction solution was sampled. After removing the cells from the sampling solution, the amount of the produced carboxylic acid was analyzed by liquid chromatography, or the sampling solution was acidified, extracted with ethyl acetate, and then analyzed by gas chromatography. The obtained results are shown in Table 1.
(Content analysis condition 1)
Column: Cadenza CD-C18 (4.6 mmφ × 15 cm, 3 μm) (manufactured by Imtakt)
Mobile phase: A liquid 0.1% trifluoroacetic acid aqueous solution, B liquid Methanol time (min) A liquid (%): B liquid (%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
Flow rate: 0.5 ml / min, column temperature: 40 ° C., detection: 220 nm
(Content analysis condition 2)
Column: DB-1 (0.53 mm × 30 m, 1.5 μm) (manufactured by J & W Scientific)
Column temperature: 70 ° C. (0 min) → 4 ° C./min→170° C. (0 min) → 30 ° C./min→290° C. (5 min)
Carrier gas: helium (flow rate: 7 ml / min), detector: FID, injection volume: 1 μl

Figure 0004929700
Figure 0004929700


実施例2 (本発明製造法による、アルコール化合物、または、アルデヒド化合物からのカルボン酸化合物の製造例(その2))
試験管に滅菌済み培地(1Lの水に、1−プロパノール20g、ポリペプトン5g、酵母エキス3g、肉エキス3g、硫酸アンモニウム0.2g、リン酸2水素カリウム1g及び硫酸マグネシウム7水和物0.5gを加えた後、pHを7.0に調整したもの)5mlを入れ、これにRhodococcus rhodochrous ATCC15610株、または、Rhodococcus sp. ATCC19148株を植菌した。これを30℃で好気条件下、振盪培養した。培養終了後、遠心分離により菌体を分離することにより、生菌体を得た。ねじ口試験管に0.1Mリン酸カリウムバッファー(pH7)を1ml入れ、これに上記の生菌体を加えた後、懸濁した。当該懸濁液に、アルコール化合物、または、アルデヒド化合物を最終濃度として1%(w/v)となるように)を添加した後、得られた混合物を30℃で24時間振盪させた。

Example 2 (Production Example of Carboxylic Acid Compound from Alcohol Compound or Aldehyde Compound According to the Production Method of the Present Invention (Part 2))
In a test tube, sterilized medium (1 g of 20 g 1-propanol, 5 g polypeptone, 3 g yeast extract, 3 g meat extract, 0.2 g ammonium sulfate, 1 g potassium dihydrogen phosphate and 0.5 g magnesium sulfate heptahydrate After the addition, 5 ml of a solution adjusted to pH 7.0) was added, and Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 strain or Rhodococcus sp. ATCC19148 strain was inoculated therein. This was cultured with shaking at 30 ° C. under aerobic conditions. After culturing, the cells were separated by centrifugation to obtain viable cells. 1 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7) was placed in a screw-mouth test tube, and the above viable cells were added thereto, followed by suspension. After adding an alcohol compound or an aldehyde compound to the suspension to a final concentration of 1% (w / v), the resulting mixture was shaken at 30 ° C. for 24 hours.

反応終了後、反応液を0.5mlサンプリングした。当該サンプリング液から菌体を除去した後、生成したカルボン酸の量を液体クロマトグラフィー、または、サンプリング液を酸性にした後、酢酸エチルで抽出後、ガスクロマトグラフィーにより分析した。得られた結果を表2に示す。   After completion of the reaction, 0.5 ml of the reaction solution was sampled. After removing the cells from the sampling solution, the amount of the produced carboxylic acid was analyzed by liquid chromatography, or the sampling solution was acidified, extracted with ethyl acetate, and then analyzed by gas chromatography. The obtained results are shown in Table 2.

(含量分析条件1)
カラム:Cadenza CD−C18(4.6mmφ×15cm、3μm)(Imtakt社製)
移動相:A液 0.1%トリフルオロ酢酸水溶液、B液 メタノール
時間(分) A液(%):B液(%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
流量:0.5ml/分
カラム温度:40℃
検出:220nm
(Content analysis condition 1)
Column: Cadenza CD-C18 (4.6 mmφ × 15 cm, 3 μm) (manufactured by Imtakt)
Mobile phase: A liquid 0.1% trifluoroacetic acid aqueous solution, B liquid Methanol time (min) A liquid (%): B liquid (%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
Flow rate: 0.5 ml / min Column temperature: 40 ° C
Detection: 220nm

(含量分析条件2)
カラム:DB−1(0.53mmX30m、1.5μm)(J&W Scientific製)
カラム温度:70℃(0分)→4℃/分→170℃(0分)→30℃/分→290℃(5分)
キャリアーガス:ヘリウム(流量:7ml/分)
検出器:FID
注入量:1μl
(Content analysis condition 2)
Column: DB-1 (0.53 mm × 30 m, 1.5 μm) (manufactured by J & W Scientific)
Column temperature: 70 ° C. (0 min) → 4 ° C./min→170° C. (0 min) → 30 ° C./min→290° C. (5 min)
Carrier gas: helium (flow rate: 7 ml / min)
Detector: FID
Injection volume: 1μl

Figure 0004929700
Figure 0004929700

実施例3 (本発明製造法による、1,2−ブタンジオールからの2−ヒドロキシ酪酸の製造例)
試験管に滅菌済み培地(1Lの水に、表3で示された各種アルコール類20g、ポリペプトン5g、酵母エキス3g、肉エキス3g、硫酸アンモニウム0.2g、リン酸2水素カリウム1g及び硫酸マグネシウム7水和物0.5gを加えた後、pHを7.0に調整したもの)5mlを入れ、これにRhodococcus rhodochrous ATCC15610株、または、Rhodococcus sp. ATCC19148株を植菌した。これを30℃で好気条件下、振盪培養した。培養終了後、遠心分離により菌体を分離することにより、生菌体を得た。ねじ口試験管に0.1Mリン酸カリウムバッファー(pH7)を1ml入れ、これに上記の生菌体を加えた後、懸濁した。当該懸濁液に、1,2−ブタンジオールを最終濃度として1%(w/v)となるように)を添加した後、得られた混合物を30℃で24時間振盪させた。
Example 3 (Production example of 2-hydroxybutyric acid from 1,2-butanediol by the production method of the present invention)
Sterilized medium (1 L of water, various alcohols 20 g shown in Table 3, 5 g of polypeptone, 3 g of yeast extract, 3 g of meat extract, 0.2 g of ammonium sulfate, 1 g of potassium dihydrogen phosphate and 7 water of magnesium sulfate) After adding 0.5 g of Japanese product, the pH was adjusted to 7.0) 5 ml), and Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 strain or Rhodococcus sp. ATCC19148 strain was inoculated therein. This was cultured with shaking at 30 ° C. under aerobic conditions. After culturing, the cells were separated by centrifugation to obtain viable cells. 1 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7) was placed in a screw-mouth test tube, and the above viable cells were added thereto, followed by suspension. To the suspension, 1,2-butanediol was added to a final concentration of 1% (w / v)), and the resulting mixture was shaken at 30 ° C. for 24 hours.

反応終了後、反応液を0.5mlサンプリングした。当該サンプリング液から菌体を除去した後、生成したカルボン酸の量を液体クロマトグラフィーにより分析した。得られた結果を表3に示す。
(含量分析条件)
カラム:Cadenza CD−C18(4.6mmφ×15cm、3μm)(Imtakt社製)
移動相:A液 0.1%トリフルオロ酢酸水溶液、B液 メタノール
時間(分) A液(%):B液(%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
流量:0.5ml/分
カラム温度:40℃
検出:220nm
After completion of the reaction, 0.5 ml of the reaction solution was sampled. After removing the cells from the sampling solution, the amount of the produced carboxylic acid was analyzed by liquid chromatography. The obtained results are shown in Table 3.
(Content analysis conditions)
Column: Cadenza CD-C18 (4.6 mmφ × 15 cm, 3 μm) (manufactured by Imtakt)
Mobile phase: A liquid 0.1% trifluoroacetic acid aqueous solution, B liquid Methanol time (min) A liquid (%): B liquid (%)
0 80:20
10 80:20
20 50:50
30 50:50
30.1 80:20
Flow rate: 0.5 ml / min Column temperature: 40 ° C
Detection: 220nm

Figure 0004929700
Figure 0004929700

本発明により、カルボン酸化合物を効率的に製造することができる。 According to the present invention, a carboxylic acid compound can be produced efficiently.

Claims (5)

青酸非存在下、式(1):
Figure 0004929700
(式中、Rは水素、炭素数1〜8のアルキル基、または、水酸基を表し、R炭素数1〜7のアルキル基、または、炭素数6〜20のアリール基を表す。)
で示されるアルコール化合物、または式(2)
Figure 0004929700

(式中、R、Rは前記と同じ意味を表す。)
で示されるアルデヒド化合物に、当該アルコール化合物、または、アルデヒド化合物を対応するカルボン酸化合物に変換する能力を有するロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)に属する微生物の菌体又は菌体処理物を作用させる式(3):
Figure 0004929700
(式中、R、Rは前記と同じ意味を表す。)
で示されるカルボン酸化合物の製造法であり、かつ、前記微生物が、式(1)で示されるアルコール化合物または式(2)で示されるアルデヒド化合物に前記微生物の菌体又は菌体処理物を作用させる前に、1級または2級のアルコールを添加した培地で培養して製造した微生物であることを特徴とする製造法。
In the absence of cyanic acid, formula (1):
Figure 0004929700
(In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms , or a hydroxyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms .)
Or an alcohol compound represented by formula (2)
Figure 0004929700

(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
A formula in which a microbial cell or a treated product of a microorganism belonging to Rhodococcus rhodochrous having the ability to convert the alcohol compound or the aldehyde compound into a corresponding carboxylic acid compound is allowed to act on the aldehyde compound represented by ( 3):
Figure 0004929700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
And the microorganism acts on the alcohol compound represented by the formula (1) or the aldehyde compound represented by the formula (2) by acting on the microorganism or the treated product of the microorganism. A production method characterized by being a microorganism produced by culturing in a medium to which a primary or secondary alcohol is added before the treatment.
青酸非存在下、式(1):
Figure 0004929700
(式中、R は水素、炭素数1〜8のアルキル基、または、水酸基を表し、R は炭素数1〜7のアルキル基、または、炭素数6〜20のアリール基を表す。)
で示されるアルコール化合物、または式(2)
Figure 0004929700

(式中、R 、R は前記と同じ意味を表す。)
で示されるアルデヒド化合物に、当該アルコール化合物、または、アルデヒド化合物を対応するカルボン酸化合物に変換する能力を有するロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)ATCC15610株、または、ロドコッカス・エスピー(Rhodococcus sp.)ATCC19148株の微生物の菌体又は菌体処理物を作用させる式(3):
Figure 0004929700
(式中、R 、R は前記と同じ意味を表す。)
で示されるカルボン酸化合物の製造法であり、かつ、前記微生物が、式(1)で示されるアルコール化合物または式(2)で示されるアルデヒド化合物に前記微生物の菌体又は菌体処理物を作用させる前に、1級または2級のアルコールを添加した培地で培養して製造した微生物であることを特徴とする製造法。
In the absence of cyanic acid, formula (1):
Figure 0004929700
(In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or a hydroxyl group, and R 2 represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.)
Or an alcohol compound represented by formula (2)
Figure 0004929700

(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
Rhodococcus rhodochrous ATCC15610 strain or Rhodococcus sp. ATCC19148 strain having the ability to convert the alcohol compound or aldehyde compound into the corresponding carboxylic acid compound Formula (3) for acting a microbial cell or a processed microbial cell:
Figure 0004929700
(Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as described above.)
And the microorganism acts on the alcohol compound represented by the formula (1) or the aldehyde compound represented by the formula (2) by acting on the microorganism or the treated product of the microorganism. A production method characterized by being a microorganism produced by culturing in a medium to which a primary or secondary alcohol is added before the treatment.
R 1 が、水素、メチル基、または、水酸基であり、RIs hydrogen, a methyl group or a hydroxyl group, and R 2 が、炭素数1〜7のアルキル基、または、ベンジル基である請求項1又は2記載の製造法。The method according to claim 1 or 2, wherein is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a benzyl group. 1級または2級のアルコールが、炭素数1〜5の1級または2級のアルコールである請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。 Primary or secondary alcohol, The method according to any one of claims 1 to 3 is a primary or secondary alcohol having 1 to 5 carbon atoms. 1級または2級のアルコールが、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、または2,2−ジメチル−1−プロパノールである請求項1〜3のいずれか記載の製造法。 Primary or secondary alcohol, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, claims 1 to 3 is 2-methyl-1-propanol or 2,2-dimethyl-1-propanol, The manufacturing method in any one of.
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